ИЗМЕРЕНИЯ
Оба предусилителя имеют одинаковые
характеристики, указанные на рис. 4. Сум-
марное усиление предусилителей состав-
ляет 40 дБ (10000 раз). Суммарный коэф-
фициент шума равен:
Ш = 4 + (4-1 )/100 + (1000 - 1)/10000 =
4.13;
В децибелах он составляет 101од(4,13)
= 6,17 д Б. Таким образом, коэффициент
шума уменьшился на
30
д Б
-6,17
д Б
= 23,8
д Б.
Теперь вычислим уменьшение 1РЗ. Оба
усилителя имеют одинаковое значение 1РЗ,
равное +30 дБм. Согласно табл. 1, при раз-
ности в 0 дБ уменьшение 1РЗ на выходе
предусилителя 2 составляет
6
дБ. Таким
образом, 1РЗ на выходе предусилителя 2
равняется
30 дБм +
(-6
дБ) = +24дБм.
Это на 14 дБ больше значения 1РЗ
анализатора спектра. Снова смотрим в
табл.
1
и получаем при помощи интерпо-
ляции между ближайшими значениями: -
2,4 дБ для 10 дБ и -1,4 дБ для 15 дБ ве-
личину -1,6 дБ. Рассчитываем значение
1РЗ для анализатора
+10 дБм + (-1,6 дБ) = +8,4 дБм.
ВЫВОДЫ.
Таким образом, чувстви-
тельность анализатора при использова-
нии предусилителя улучшается, а дина-
мический диапазон в общем случае ухуд-
шается, причем тем сильнее, чем мень-
ше динамический диапазон предусилите-
ля превышает динамический диапазон са-
мого анализатора. Предусилители мож-
но использовать для анализа слабых сиг-
налов. Следует избегать использования
предусилителей при анализе сильных сиг-
налов, а также при анализе слабых сиг-
налов в присутствии сильных помех.
Даешь динамический диапазон!
Как уже упоминалось выше, опасность
выхода за пределы динамического диапа-
зона наиболее велика при оценке уровня
второй или третьей гармоники сигнала пе-
редатчика, т.е. когда первая гармоника
представляет собой сильную помеху, при-
водящую к появлению комбинационных
составляющих с исследуемой гармоникой.
Рассмотрим, каким образом можно устра-
нить это неприятное явление и измерить
уровень гармоники.
Эта проблема может быть решена пу-
тем использования режекторного фильт-
ра на входе анализатора спектра, кото-
рый подавляет несущую, в то время как
вторая или третья гармоника попадают в
полосу пропускания. В действительнос-
ти, динамический диапазон анализатора
не расширяется, а просто уменьшается
разница между наблюдаемыми входны-
ми сигналами.
Важно помнить, что нельзя превышать
указанный максимальный уровень входно-
го сигнала для анализатора спектра. Не
следует путать указанный максимальный
уровень входного сигнала с точкой комп-
рессии по 1 дБ плиточкой 1РЗ. Максималь-
но допустимый уровень входного сигнала
- это уровень, при котором параметры
входного аттенюатора или смесителя ос-
таются в допустимых эксплуатационных
пределах. Точка 1РЗ обычно превышает на
10.
..15 дБ точку компрессии по 1 дБ.
Рассмотрим схему на рис. 5.
Аттенюатор используется для ограни-
чения выходного сигнала передатчика до
уровня безопасного для работы анализа-
тора. Предположим, что максимальный
уровень входного сигнала анализатора
составляет +30 дБм и точка компрессии по
1 дБ равна 0 дБм, а выходная мощность
передатчика -100 Вт (50 дБм). Если зату-
хание в аттенюаторе, установленном меж-
ду передатчиком и анализатором спектра,
составляет 20 дБ, то уровень сигнала на
входе анализатора равен максимально до-
пустимому. Лучше применить аттенюатор
с затуханием 30 дБ, который обеспечит
нам 10 дБ запаса.
Предположим, что динамический ди-
апазон анализатора спектра составляет
70 дБ. Это означает, что мы можем изме-
рить уровни двух сигналов, если разница
между ними не превышает 70 дБ. Также
уровень большего сигнала должен быть на
несколько децибел ниже точки компрессии
по 1 дБ или точки 1РЗ анализатора.
Рассмотрим пример, когда нам надо
измерить уровни второй и высших гармо-
ник исследуемого сигнала по отношению
к несущей. Предположим, что уровень вто-
рой гармоники на 80 дБ ниже уровня несу-
щей. Динамический диапазон анализато-
7/2003
ра 70 дБ, следовательно, гармоники иссле-
дуемого сигнала окажутся искажены ком-
бинационными составляющими нечетных
порядков.
Чтобы обойти эту трудность, устано-
вим между аттенюатором и анализатором
такой фильтр, чтобы понизить уровень не-
сущей и внести минимальные потери во
вторую гармонику. Для того, чтобы наши
измерения были точны, необходимо знать
потери, вызываемые режекторным филь-
тром на частоте второй гармоники. Это
может быть резонаторный или БС-фильтр.
Последний достаточно мал и удобен по
сравнению с обычными резонаторными
фильтрами. Как правило, достаточно
20.
..30 дБ подавления несущей, поэтому
сделать и настроить компактный 1_С-
фильтр несложно.
Сначала определим потери в фильт-
ре, для этого генератор сигнала и анали-
затор спектра настраиваются на частоту
несущей. Потом по показаниям анализа-
тора фильтр настраивается на максималь-
ное подавление несущей. Далее генера-
тор сигнала перестраивается на частоту
второй гармоники и уровень сигнала уста-
навливается 0 дБм. По показаниям ана-
лизатора определяем потери в фильтре.
Например, если на анализаторе -3 дБм,
то потери в фильтре составляют 3 дБ.
Теперь определяем величину второй
гармоники. Соберем установку, показан-
ную на рис.
6
. Поставим режекторный
фильтр и настроим его на максимум по-
давления несущей. Теперь, увеличивая
чувствительность анализатора спектра,
путем повышения усиления входного уси-
лителя, определяем уровень второй гар-
моники сигнала. Предположим, что уро-
вень второй гармоники -60 дБм и потери в
фильтре на этой частоте составляют 3 дБ.
Следовательно, настоящий уровень вто-
рой гармоники -60 дБм - (-3 дБм) = -57 дБм.
Так как уровень несущей +20 дБм, то уро-
вень второй гармоники на 77 дБ ниже уров-
ня несущей.
Точность таких измерений зависит от
множества факторов, например, от потерь
в соединительных кабелях и др. При боль-
ших мощностях возможна утечка части
мощности. Поэтому при измерениях сове-
туем пользоваться хорошо экранирован-
ными соединительными кабелями и рас-
полагать передатчик подальше от анали-
затора. Используя данный подход, можно
добиться очень точных результатов изме-
рений.
ВЫВОДЫ.
Применение режектор-
ных фильтров позволяет исследовать
спектры сигналов, не укладывающихся
в динамический диапазон анализатора
спектра или сигналов в присутствии
сильных помех, вызывающих появление
комбинационных составляющих в поло-
се исследуемого сигнала. При этом
точность измерений, в большой степе-
ни, определяется параметрами этих
фильтров.
предыдущая страница 41 Радиолюбитель 2003-07 читать онлайн следующая страница 43 Радиолюбитель 2003-07 читать онлайн Домой Выключить/включить текст